Диссертация (Устойчивость зубов к продольному перелому после механической и медикаментозной обработки корневых каналов), страница 3

В свободнойводе растворены неорганические ионы, такие как кальций и фосфаты, чтоспособствует их транспорту по матриксу дентина. Со стороны пульпы существуетфизиологическое гидростатическое давление (28 мм. рт. ст.), которое приводит кзаполнению дентинах трубочек жидкостью. Свободную воду из образца дентинаможно удалить методом нагревания до 100 °С, в то время как связанную воду –только при нагревании до 600 °С [164].Особенностью биологических материалов является их высокая жесткостьодновременно с высокой прочностью, несмотря на то, что по отдельностивещества, входящие в их состав, имеют невысокие механические характеристики.Так, минеральное вещество дентина само по себе является твердым, хрупким иломким; белковые состовляющие – напротив, мягкими и пластичными.

Именнообъединение указанных компонентов в сложную композитную структуруобеспечиваетбиологическойминерализованнойтканиееуникальныемеханические свойства [22, 57]. Органический компонент при этом выступает нетолько в качестве матрицы для процесса минерализации: он играет ключевую рольв создании уникальных механических свойств, присущих биологическимматериалам. На элементарном уровне природные композитные материалы имеютхарактернуюмикроструктуру,неорганических«кирпичиков»,состоящуюсвязанныхизрасположенныхмеждусобойрядамипрослойкамиорганических веществ. Белковая матрица подобна мягкой протеиновой оболочке,обволакивающей минеральные пластинки и защищающей их от пиковых нагрузок,вызванныхвнешнимисилами,атакжеобеспечивающейравномерноераспределение нагрузки по всей структуре дентина [107]. Предполагают, что приприложении растягивающей силы, минеральные пластинки испытывают нагрузкуна растяжение, а белковая матрица обеспечивает перераспределение этой нагрузкимежду отдельными кристаллами [90].

Низкая прочность белковой фазыкомпенсируется за счет относительного высокого содержания минеральных15пластинок.Оптимальныйбалансмеждусодержаниемминеральныхиорганических компонентов создает такие параметры жесткости и твердости,которые обеспечивают механическую стабильность дентина при воздействии назуб окклюзионной нагрузки.Наличие свободной воды в дентинных трубочках так же оказывает влияниена его механические свойства. По мнению Kishen A.

(2005), структура дентинаподобна твердому телу с ячеистой структурой, заполненной жидкостью.Соответственно, когда весь объем дентина подвергается сжатию, сила сжатияпередается и на дентинные трубочки, и дентинную жидкость, приводя к ееперемещению внутри дентинных трубочек.

Вода обладает вязкостью, поэтомунеобходимо произвести работу, чтобы заставить ее перемещаться. За счёт этогомеханизма в увлажненном дентине реализуется присущая ему пластичность; сдругой стороны, при сжатии возникает напряжение в структуре дентина внаправлениях параллельных и перпендикулярных дентинным трубочкам [107].Таким образом, сочетание веществ, входящих в состав дентина, определяетего уникальные механические свойства. Неорганическая фракция обеспечиваетжесткость (высокий модуль Юнга) и прочность на сжатие. Органические вещества(коллаген I типа и другие) повышают способность поглощать энергию за счетдеформации (прочность), а также обеспечивают прочность на разрыв. Воднаяфракция обеспечивает вязко-эластичные свойства дентина, увеличивает егоэластичность,пластичностьипрочностьиспособствуетравномерномураспределению нагрузки на структуры зуба [106, 130].Механические свойства минерализованных тканей можно рассматриватьлокально в конкретной области, и в целом, как механические свойства всейструктурывцелом.Локальные(тканевые)механическиесвойстваминерализованных тканей определяют, проводя стандартные механические тестына одинаковых по форме и/или размеру образцах тканей.

Свойства всей структурыв целом определяют, изучая поведение целой анатомической единицы приприложении нагрузки. В случае зуба это структура представлена дентином,пронизанным дентинными трубочками, которые заполнены жидкостью при16определенном гидростатическом давлении со стороны расположенной в центрепульповой камеры.

Высокоминерализованный перитубулярный дентин и менеепроницаемые эмаль и цемент на поверхности дентина образуют ограничивающуюсреду для свободной воды дентинных трубочек и пульповой камеры [107].1.3 Биомеханические особенности функционирования интактных зубов имеханизм возникновения трещиныМеханику функционирования живых структур, в частности распределениенагрузки, возникающие при этом силы и их воздействие на саму функциональнуюединицу, в данном случае – на зуб, изучает наука биомеханика. Под воздействиемнагрузки в любом объекте возникают напряжения. На распределение и величинунапряжений внутри объекта влияет его форма и строение, а также направление ивелична приложенной силы.Зуб в процессе выполнения своих функций, наиболее часто испытываетнагрузку на сгиб.

Указанная нагрузка возникает в теле в форме колонны, если силадействует на нее вдоль, но не строго по вертикальной оси симметрии. В такомслучае колонна сгибается, что приводит к возникновению компрессионнойнагрузки на одной стороне и растягивающей – на другой. Величина возникающихпри этом напряжений имеет максимальные значения на поверхности иуменьшается при приближении к центру колонны. При наличии одновременноосевой сгибающей и компрессионной нагрузок, возникающее компрессионноенапряжение превосходит напряжение на растяжение. При воздействии на зубэксцентричной нагрузки, компрессионная нагрузка на одной его сторонезначительно превосходит по величине нагрузку на растяжение на другой.

Вапикальной части зуба сгибание практически отсутствует и имеет место толькокомпрессионная нагрузка [71]. Большая устойчивость к компрессионной нагрузкепо сравнению с нагрузкой на растяжение, связана, в основном, с формой,17положением зуба (степенью его наклона) и реакцией поддерживающей костнойткани, а не с направлением нагрузки (удаленности нагрузки от оси симметрии).Трещина – экстремальный дефект в твердом теле, представляющий собойобласти с полностью нарушенными межатомными связями (берега трещин) ичастично нарушенными межатомными связями (вершина трещины). Поверхностьраздела берегов называется фронтом трещины. Образование трещины в дентине сточки зрения биомеханики- это сложный процесс, который включает инициацию иувеличение в размере микро- и макротрещин. Трещины микроскопическихразмеров могут увеличиваться и распространяться с течением времени, иприводить к полному расколу зуба, то есть разъединению его на отдельныефрагменты.Для того, чтобы образовалась трещина, необходимо одновременноесочетание двух факторов:1) наличия точки концентрации напряжения (микротрещина, зазубрина,острый угол, углубление и так далее);2) растягивающей нагрузки, достаточной по величине, чтобы вызватьпластическуюдеформациювуказаннойточкеконцентрациинапряжения.

Такая нагрузка может быть вызвана воздействиемвнешней силы, приложенной к объекту, но также может существоватьвнутри него в виде остаточных напряжений [107].1.4 Факторы, связанные с проведением эндодонтического лечения,способствующие возникновению вертикальной трещины корняРезультаты ретроспективных исследований [105, 176] показали, что вабсолютномбольшинствеслучаеввертикальныетрещинывозникаютвэндодонтически леченых зубах.

Эти данные позволяют предположить, что послеэндодонтического лечения происходят изменения механических свойств дентина,18атакжеослаблениеструктурызуба,снижающиеустойчивостьегоквозникновению вертикальной трещины корня [83].Выделяютнесколькофакторов,которыемогутспособствоватьвозникновению трещин в эндодонтически леченных зубах:1. изменение механических характеристик дентина в следствие снижениясодержаниясвободнойводыиз-заудаленияпульпыиотсутсвиягидростатического давления, способствующего заполнению дентинныхтрубочек жидкостью;2. изменение механических свойств дентина в результате воздействияирригантов для медикаментозной обработки корневых каналов;3. уменьшение объема твердых тканей зуба;4. изменение распределения окклюзионной нагрузки на ткани зуба при еговосстановлении с помощью штифтовых конструкций;5.

понижение тактильной чувствительности зубов в результате удалениянервногоокончания,чтоможетприводитькнарушениюработыестественных защитных рефлексов при жевании [111].Ниже мы более подробно рассмотрим каждый из указанных факторов.1.4.1 Снижение содержания свободной воды дентина после эндодонтическоголеченияСчитается, что зубы после эндодонтического лечения, даже в случаенезначительной потери твердых тканей, более подвержены возникновениювертикальных трещин корня по сравнению с витальными, особенно по прошествиивремени. Большую вероятность возникновения трещины в этом случае связываютс повышенной хрупкостью дентина из-за снижения содержания свободнойжидкости в его составе. Впервые эту гипотезу высказал Black G.V., позже его идеиразвивалHelferA.R.ссоавторами(1972),которыепоказали,чтовдепульпированных зубах собак содержалось на 9% меньше жидкости, чем в зубах19с витальной пульпой [97].

В то же время в другом исследовании Papa J. ссоавторами (1994) показали, что разница в содержании влаги в дентине междувитальными и депульпированными зубами незначительна [128]. Однако,результаты подобных исследований достаточно сложно интерпретировать, так какпри сравнении удаленных зубов по весу невозможно учесть влияние всех факторов(анатомических различий между зубами, веса пломбировочных материалов и т.д.).Микротвердостьдентина(приоценкепометодуВикерс)послеэндодонтического лечения не изменялась достоверно [107].

Отсутствие изменениймикротвёрдости, вероятно, объясняется тем, что этот параметр в основном зависитот состояния минерального компонента дентина, чем от содержания в немжидкости.Исследования прочности на разрыв показали, что у эндодонтическилеченных зубов указанные параметр снижен на 14% по сравнению с витальнымизубами [107].По мнению Kahler B., хрупкость депульпированных зубов может бытьсвязана с изменением прочности на изгиб или модуля упругости [101]. Как ужеописано выше, основные составляющие дентина, особенно коллаген и вода вносятзначительный вклад в функционирование дентина как целостной структуры. Вдепульпированных зубах пульпа, содержащая значительное количество жидкости,удалена, а просвет корневого канала и дентинные трубочки обработаныантисептиками и высушены перед пломбированием.

Потеря жидкости можетприводить к нарушению механического единства депульпированного зуба в планеперераспределенияоказываемогоназубжевательногодавления.Прифункционировании витального зуба, на внутренней и наружной поверхностяхдентина корня возникали напряжения, которые не отличались значительно приповышении нагрузки в пределах физиологических границ. В дегидратированномдентине была отмечена значительная разница между величиной напряжения,возникающего на внешних и внутренних участках латеральных стенок.

Болееранние исследования так же показали, что в дентине эндодонтически леченыхзубовпроисходитусадкаивозникновениевнутреннихкомпрессионных20напряжений(приотсутствиивнешнихнагрузок). Величинавнутреннегонапряжения в наружных слоях дентина, возникшего в следствие снижениясодержания влаги, существенно увеличивается при приложении нагрузки. Ввысушенном дентине защитные эффекты (перераспределение давления за счетперемещения жидкости), связанные с наличием свободной воды, отсутствуют и врезультате дентин имеет более высокую жесткость и меньшую пластичность.Кроме того, было показано, что дентин, содержащий свободную воду, обладаетболее высокими показателями сопротивления возникновению и распространениютрещины, чем дентин, лишенный свободной воды.В целом, несмотря на достаточно большое количество проведенных наданную тему исследований, нет однозначных доказательств того, что послеудаления пульпы механические свойства дентина значимо изменяются.

Крометого, несмотря не негативное влияние, которое данный фактор может оказать наустойчивость зубов к возникновению вертикальных трещин, он не поддаетсямодификации, и неизбежно должен возникать при удалении пульпы.1.4.2 Влияние средств для медикаментозной обработки корневых каналов намеханические свойства дентинаМедикаментозная обработка корневых каналов является обязательнымэтапом эндодонтического лечения [11, 17, 21, 25, 30, 32, 38, 39, 46, 56, 61, 62, 65,67, 80].